Lebensmittel pflanzlicher Herkunft liegen im Trend und mehr pflanzliche Proteine in der Ernährung sind eine Folge davon. Ihre Wertigkeit wird aber üblicherweise nur partiell und vor allem irreführend beurteilt. Dafür mitverantwortlich ist paradoxerweise das Lebensmittelgesetz, welches eigentlich eine solche Irreführung verhindern sollte.

In Zeiten des Klimawandels erlebt die pflanzenbetonte Ernährungsweise einen Aufschwung. Dies ist prinzipiell zu begrüssen. Denn seit Jahren ist das entzündungssenkende Potenzial von pflanzlichen Lebensmitteln bekannt und pflanzenbasierte Ernährungsweisen gehen mit einem reduzierten Krankheitsrisiko einher (1, 2). Bestandteil der pflanzenbetonten Ernährungsweise ist die geringere Einnahme von tierischen Proteinen, weshalb mehr pflanzliche Proteine auf dem Teller landen. Eigentlich wären die Begriffe «Proteine pflanzlichen oder tierischen Ursprungs» korrekter, sie sind aber weniger lesefreundlich. Pflanzliche Proteine werden in der Praxis oft als unproblematisch oder gar vorteilhaft erachtet, da der Proteingehalt und die -qualität zumindest einiger pflanzlicher Lebensmittel als hoch eingestuft werden (3, 4). Wer aber pflanzliche Proteine umfassend beurteilt, kommt zu einer anderen Erkenntnis.

What you see is NOT what you get

Die Qualitätsbeurteilung eines Proteins beinhaltet immer auch die quantitative Betrachtung des zur Diskussion stehenden Proteins. Der Proteingehalt eines Lebensmittels wird üblicherweise aus Nährstofftabellen oder dem deklarierten Gehalt auf Lebensmittelverpackungen entnommen. Dabei nimmt man stillschweigend an, dieser Gehalt sei korrekt. Der so ausgewiesene Proteingehalt stammt aber leider nicht von einer direkten Analyse des Proteins. In Europa und in der Schweiz schreibt das Lebensmittelgesetz in einer Muss-Verordnung vor, der deklarierte Proteingehalt müsse auf der indirekten Analyse des Stickstoffs fussen. Der Proteingehalt ist gemäss Gesetz dann mittels eines einzigen Stickstoff-zu-Protein-Umrechnungsfaktor von 6.25 zu berechnen (1 g Stickstoff x 6.25 = 6.25 g Protein) (5).

Bereits vor 90 Jahren hinterfragte man aber diese Praxis. In einer ersten grossen Diskussion zur generellen Nutzung des Umrechnungsfaktors von 6.25 hiess es, für viele Lebensmittel ergäbe dies einen Proteingehalt, der weit entfernt vom effektiven Gehalt läge (6). Der effektive Stickstoffgehalt im Protein schwanke von Lebensmittel zu Lebensmittel und die Nutzung eines einzigen Umrechnungsfaktors würde deswegen zur Berechnung von falschen Proteingehalten führen. Hinzu käme die Tatsache, dass Stickstoff nicht nur in den Aminosäuren und somit Protein enthalten sei. Stickstoff im Lebensmittel käme auch als Nicht-Protein-Stickstoff (NPN) vor. Die Stickstoffanalyse diskriminiert aber nicht zwischen Stickstoff aus den Aminosäuren und dem NPN, was zu einem weiteren Fehler in der Berechnung des Proteingehalts führt.

Die Erkenntnisse dieser ursprünglichen Diskussion sind leider immer noch aktuell. Der berechnete und deklarierte Proteingehalt spiegelt den effektiven Proteingehalt in der Tat oft nicht wider. Pflanzliche Proteine sind besonders davon betroffen. Der gesetzeskonform deklarierte Proteingehalt führt daher bei pflanzlichen Lebensmitteln regelmässig in die Irre, was ironischerweise gemäss Gesetz zu verhindern wäre.

Auf Lebensmittel abgestimmte Stickstoff-Umrechnungsfaktoren

Die korrekte Bestimmung des Proteingehalts im Lebensmittel ist mit einem adäquaten Stickstoff-Umrechnungsfaktor möglich. Er muss aber auf dem Stickstoffgehalt der Aminosäuren basieren. Pflanzliche Proteine weisen dann einen Faktor von 4.4 bis 5.8 auf, mit beispielsweise einem Faktor von 5.3 für die aktuell trendigen Hafer-, Reis- und Erbsenproteine (7). Der entsprechend ermittelte Faktor von tierischen Proteinen ist generell höher als derjenige von pflanzlichen Proteinen, mit höchsten Werten bei den Milchproteinen, insbesondere dem Molkenprotein mit einem Faktor von 6.4 (8).

Unterschiedliche Verdaulichkeiten bei den Proteinen

Der Einsatz eines lebensmittelspezifischen Stickstoff-Umrechnungsfaktors allein ist aber nicht ausreichend für die Beurteilung der Proteinqualität. Denn dieser führt nur zum effektiv im Lebensmittel vorhandenen Proteingehalt. Der chemisch ermittelte Proteingehalt sagt aber nichts über die Verdaulichkeit des Proteins aus. Dieser absorbierbare Anteil eines Proteins ist wie beim Stickstoff-Umrechnungsfaktor von Lebensmittel zu Lebensmittel unterschiedlich. Er hängt aber zusätzlich stark von der Art der Verarbeitung des Lebensmittels ab. So liegt beispielsweise die Verdaulichkeit des Proteins aus Kartoffeln in Falle von Chips bei 47 %, bei gedämpften Kartoffeln beträgt sie 58 % und bei Kartoffelproteinkonzentraten liegt sie um die 85 bis 90 % (9). Als weitere Beispiele: die Proteinverdaulichkeit von Protein in nativen Erbsen liegt bei 73 %, im Reis bei 90 % und im Hafer bei 74 %.

Bezogen auf «native» Lebensmittel, also nicht auf Proteinkonzentraten oder -isolaten, ist wie bei den Stickstoff-Umrechnungsfaktoren auch die Proteinverdaulichkeit von pflanzlichen Lebensmitteln in der Regel geringer als diejenige von tierischen Lebensmitteln. Aber die Variation der Verdaulichkeit von pflanzlichen Proteinen mit knapp 50 bis 90 % ist dermassen enorm, dass auch hier nur eine lebensmittelspezifische Betrachtung wirklich zielbringend ist.

Gehalt an essenziellen Aminosäuren

Ein letzter und manchmal wichtigster Faktor für die Beurteilung der Proteinqualität ist die Zusammensetzung der Aminosäuren (10). Für die unmittelbare Wertigkeit, sprich Wirksamkeit eines Proteins im Stoffwechsel, sind sowohl der Gehalt an Leucin als auch die Summe aller essenziellen Aminosäuren im Protein massgebend (11). Wie bei der Proteinverdaulichkeit und dem Stickstoff-Umrechnungsfaktor schneiden die pflanzlichen Proteine auch bezüglich der Aminosäuren generell schlechter ab als tierische Proteine. Im Vergleich zum Molkenprotein, bei dem eine maximale Proteinsynthese nach dessen Einnahme wiederholt gemessen wurde, braucht es bis zur doppelten Menge an pflanzlichen Proteinen für die gleiche Menge an Leucin oder essenziellen Aminosäuren (zum Beispiel im Falle von Hanf- oder Lupinenprotein) (12). Als weites Beispiel das Erbsenprotein, das erst bei rund 50 % mehr Protein eine äquivalente Menge an Leucin und essenziellen Aminosäuren enthält.

Pflanzliche Proteine: Beurteilung ihrer Wertigkeit

In der Praxis erfolgt die Beurteilung eines Proteins häufig allein aufgrund der Menge an Protein, die man sieht. Diese deklarierte Menge auf einer Verpackung oder in Nährstofftabellen ist aber nicht das, was der Körper dann erhält. Das Motto lautet daher: «What you see is NOT what you get». Dies betrifft wiederum in erster Linie die pflanzlichen Proteine, da hier die Diskrepanz zwischen «gesehenem» und «wirkendem» Gehalt am grössten ist.

Die umfassende Beurteilung der Proteinqualität ist komplex. Sie wird leider dadurch erschwert, dass die gesetzlich vorgeschriebene Berechnung des zu deklarierenden Proteingehalts insbesondere bei pflanzlichen Proteinen zu falsch hohen Gehalten führt. Gekoppelt mit der fehlenden Berücksichtigung der Verdaulichkeit der Proteine und ihrer Aminosäurezusammensetzung kann ein deklarierter Proteingehalt daher komplett in die Irre führen.

Der Vergleich zwischen den nativen Erbsen und dem als Referenz genutzten Molkenprotein zeigt dies auf eindrückliche Art und Weise auf. Wenn man als Beispiel die zu einer Menge von 25 g Molkenprotein gleichwertige Menge an Protein in nativen Erbsen sucht, ergibt dies eine deklarierte Proteinmenge von etwa 60 Gramm. Oder anders ausgedrückt: die gesetzlich deklarierte Proteinmenge ist bei der Erbse mit einem Faktor von 2.4 zu multiplizieren, um eine Wertigkeit wie im Falle des Molkenproteins zu erzielen.

Andere pflanzliche Proteine benötigen selbstverständlich eigene, lebensmittelspezifische und die Verarbeitung des Lebensmittels berücksichtigende «Wertigkeitsfaktoren». Aber generell gilt die Aussage, dass pflanzliche Proteine bezogen auf die einzunehmende Menge nicht denjenigen tierischen Ursprungs gleichwertig sind. Die oft erwähnte Kombination verschiedener pflanzlicher Proteine kann zwar zu einer Reduktion des Wertigkeitsfaktors führen. Aber eine Gleichwertigkeit mit nativen Lebensmitteln zu realisieren ist auch dann praktisch ein Ding der Unmöglichkeit.

Fazit

Eine seriöse und belastbare Beurteilung der Proteinqualität ist zeitaufwändig und komplex. Übliche Angaben zum Protein wie der deklarierte Gehalt sind für diesen Zweck leider nicht besonders hilfreich. Und vor allem können sie aufgrund der aktuellen gesetzlichen Vorschriften zur Bestimmung des Proteingehalts durchaus zu irreführenden Interpretationen führen. Daher sind Statements zu insbesondere den pflanzlichen Proteinen mit Vorsicht zu geniessen. Und deswegen sollte künftig darauf geachtet werden, dass Informationen zu Proteinen von einer akkuraten Qualitätsbewertung begleitet werden, die auf den Aminosäuren-Stickstoffgehalt basiert, die Verdaulichkeit der Proteine beziehungsweise der Aminosäuren berücksichtigt und der Zusammensetzung der Aminosäuren Rechnung trägt.

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Kommentare

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Literatur

  1. Watzl B. Anti-inflammatory effects of plant-based foods and of their constituents. Int.J.Vitam.Nutr.Res. 2008; 78:293–298; 10.1024/0300-9831.78.6.293.
  2. Jafari S, Hezaveh E, Jalilpiran Y, Jayedi A, Wong A, Safaiyan A, Barzegar A. Plant-based diets and risk of disease mortality: a systematic review and meta-analysis of cohort studies. Crit.Rev.Food Sci.Nutr. 2021:In Druck; 10.1080/10408398.2021.1918628.
  3. Vogt C. Die Erbse – Nährwerte, Proteine und Kalorien. Internet: https://www.migros-impuls.ch/de/ernaehrung/nahrungsmittel/gemuese/erbse (Zugriff: 01.06.2021).
  4. Bozkurt L. Pflanzliches Eiweiß – das sind die besten veganen Proteinquellen. Internet: https://www.foodspring.ch/magazine/pflanzliches-eiweiss-das-sind-die-besten-veganen-proteinquellen (Zugriff: 01.06.2021).
  5. Verordnung des EDI betreffend die Information über Lebensmittel (LIV) vom 16.12.2016 (Stand am 1. Juli 2020), 2020.
  6. Jones DB. Factors for converting nitrogen in foods and feeds into percentages of protein. Washington, 1931. [USDA Circular No. 183].
  7. Mariotti F, Tome D, Mirand PP. Converting nitrogen into protein – beyond 6.25 and Jones’ factors. Crit.Rev.Food Sci.Nutr. 2008; 48:177–184.
  8. Maubois J-L, Lorient D. Dairy proteins and soy proteins in infant foods nitrogen-to-protein conversion factors. Dairy Sci.Technol. 2016; 96:15–25; 10.1007/s13594-015-0271-0.
  9. FAO. Report of a Sub-Committee of the 2011 FAO Consultation on “Protein Quality Evaluation in Human Nutrition” on: The assessment of amino acid digestibility in foods for humans and including a collation of published ileal amino acid digestibility data for human foods. Rome, 2012.
  10. Food and Agriculture Organisation. Dietary protein quality evaluation in human nutrition. Report of an FAO expert consultation, 31 March-2 April, 2011, Auckland, New Zealand. Food and Agriculture Organization of the United Nations: Rome, 2013.
  11. Witard O, Wardle S, Macnaughton L, Hodgson A, Tipton K. Protein considerations for optimising skeletal muscle mass in healthy young and older adults. Nutrients 2016; 8:181; 10.3390/nu8040181.
  12. Gorissen SHM, Crombag JJR, Senden JMG, Waterval WAH, Bierau J, Verdijk LB, van Loon LJC. Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates. Amino Acids 2018; 50:1685–1695